路橋工程混凝土裂縫的原因及控制措施

盧中良

摘要：本文對關(guān)于路橋工程混凝土裂縫出現(xiàn)一系列問題進行闡述，隨著公路以及城市道路建設(shè)的不斷發(fā)展，道路的安全性、舒適性和可靠性越來越受到道路使用者的關(guān)注，由此，對路面的平順程度引起人們的高度重視。尤其是在橋梁臺背引道段道路，由于橋臺與路基的剛度差異性以及路基沉降的原因，極易產(chǎn)生沉降差，特別是軟土地基路段，沉降差異大，導(dǎo)致路面不平順，出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，引起車輛行駛的舒適與安全問題。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫

Abstract: This paper described a series of questions on the concrete cracks in road and bridge projects, with the continuous development of highway and urban road construction, road safety, comfort and reliability more and more the concern of road users, thus aroused great attention on smooth pavement.

Key words: concrete; cracks

中圖分類號：U448.14 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1、混凝土組成及特性

普通混凝土簡稱混凝土，在混凝土中，砂、石起骨架作用的稱作骨料。水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。水泥漿在硬化之前，起潤滑作用，并且賦予拌和物一定的和易性，便于施工。硬化后，則將骨料膠結(jié)成一個堅實的整體。和易性、流動性、粘聚性、保水性是混凝土主要的技術(shù)性質(zhì)。水泥強度等級和水灰比、骨料的種類質(zhì)量及數(shù)量、溫度和濕度的影響、齡期、試件尺寸形狀等是影響混凝土強度的主要因素。在現(xiàn)代的工程技術(shù)中，除了上述幾種主要組成材料外，還有混凝土外加劑，是指混凝土拌和物中摻入量不超過水泥質(zhì)量的5%，就能促使其改變性質(zhì)的外加材料，外加劑的摻入不考慮其對混凝土的體積和質(zhì)量的影響。現(xiàn)在道路一般使用的是瀝青混合料。

通過上述介紹的混凝土組成成分，不難看出脆性是它的一大特征，它的組成成分及特性會導(dǎo)致其抗裂性能差，抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右，加上混凝土體積大，聚集的大量水化熱會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外散熱不均勻，在受到內(nèi)外約束的情況下，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力并很可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，很容易為工程結(jié)構(gòu)埋下嚴(yán)重質(zhì)量隱患。因此，為了保證工程的質(zhì)量，嚴(yán)格控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展，是混凝土施工中應(yīng)高度重視的問題。

混凝土裂縫的常見分類及原因

2.1、混凝土裂縫的分類

①收縮型裂縫

自身收縮和塑性收縮是造成混凝土收縮裂縫的兩個主要原因。影響混凝土收縮的主要因素是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品種?；炷林械挠盟亢退嘤昧吭礁?，混凝土收

縮就越大。水泥品種對干縮量及收縮量也有較大的影響，在一般情況下中低熱水泥和粉煤灰水泥的收縮量較小。

②溫差型裂縫

混凝土內(nèi)部和外部的溫差過大會產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大，最嚴(yán)重的是水化熱引起的內(nèi)外溫差。可以通過盡量選用低熱或中熱水泥、減少水泥用量、降低水灰比、改善骨料級配、改善混凝土的攪拌加工工藝等措施來預(yù)防。

③沉陷型裂縫

結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均勻、回填土不實、浸水而造成不均勻，模板剛度不足、模板支撐間距過大、支撐底部松動等是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉陷型裂縫的常見原因。冬季這種現(xiàn)象較為明顯。施工前應(yīng)進行夯實和加固，保證模板的強度和剛度，在澆灌過程中防止被水浸泡等都是預(yù)防沉陷型裂縫的常見措施。

混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

引起混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有很多，總體來說有主觀原因和客觀原因兩個方面。

3.1主觀方面

人為設(shè)計的不合理。在路橋建筑的設(shè)計中，為了追求外觀樣式，會設(shè)計許多凹凸角，這些凹凸角是產(chǎn)生裂縫的重要原因。凹角會使應(yīng)力集中從而導(dǎo)致裂縫。如果建筑物過長，也會產(chǎn)生伸縮裂縫。此外，如果承重板設(shè)計的厚度太小，剛度減弱，容易出現(xiàn)穿透性裂縫。以上是設(shè)計中常見的幾種情況，也是在設(shè)計中應(yīng)當(dāng)避免的。

材料的選擇使用不恰當(dāng)。材料的選擇使用不恰當(dāng)也是混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一。比較容易產(chǎn)生裂縫的水泥類型有：礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標(biāo)號低或水灰比高的水泥，使用這些水泥，會造成混凝土的收縮性較高，因此產(chǎn)生裂縫。將不同種類的水泥混合使用，也是產(chǎn)生裂縫的重要原因之一。粗骨料的大量使用，會造成混凝土內(nèi)部空隙增多；細(xì)骨料的粒徑及含泥量超標(biāo)，尤其是夏季，骨料溫度偏高，質(zhì)量不能保證，也容易造成裂縫。另外，為了減少水泥的使用，在混凝土中加入大量的粉煤灰，造成混凝土強度降低，不足以抵抗早期的內(nèi)部拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。

施工完成后養(yǎng)護不及時?；炷翝仓瓿珊?，養(yǎng)護不及時會造成塑性收縮，平時我們看到的在表面形成的通向四面八方的裂縫就是這種原因造成的。此外，施工方法不合理也是造成混凝土裂縫的一個重要原因。

3.2客觀方面

鋼筋對混凝土的影響。由于混凝土鋼筋保護層較小、混凝土坍落度較大以及混凝土表面收漿不好，易產(chǎn)生沉淀裂縫。我們平常所見的沿鋼筋縱向出現(xiàn)條狀規(guī)則裂縫就是這個原因。在干縮型裂縫中，鋼筋對混凝土的影響更加明顯，沒有規(guī)律，縱橫交錯是干縮型裂縫的明顯特征。混凝土遇到鋼筋或其它約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其本身的抗拉強度時就會產(chǎn)生裂縫。在配筋率較大（超過3%）的構(gòu)件中，鋼筋的影響更為明顯。

混凝土自身的特點與外界環(huán)境的影響。水泥在水化的過程中，會產(chǎn)生不均勻的熱量，再加上受溫度的影響，使得混凝土內(nèi)外產(chǎn)生一定的溫差。溫差會引起混凝土體積的變化，一旦超過混凝土的拉伸極限，就會產(chǎn)生裂縫。一些危害性的化學(xué)反應(yīng)也是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要因素。例如，氧化鈣水化造成的體積膨脹。鋼筋表面受到侵蝕，造成表面的氧化膜破壞，繼而鐵離子與氧氣、水分發(fā)生腐蝕反應(yīng)，導(dǎo)致保護層混凝土沿著鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。

4、預(yù)防混凝土裂縫的控制措施

導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫的原因有很多，有主觀的也有客觀的，針對以上的原因，可以采取以下幾種控制措施。

始終把安全放在首位，一定要保證工程的質(zhì)量。在確保工程質(zhì)量安全的前提下，可以對建筑物的形象等方面進行改進與完善，萬萬不可只追求裝飾效果，從而忽視建筑工程的質(zhì)量，爭取做到兩者的完美結(jié)合。

在混凝土材料的選擇搭配上，選用質(zhì)量穩(wěn)定、信譽好的水泥廠家及骨料產(chǎn)地，嚴(yán)格按照試驗抽檢程序?qū)λ嗪凸橇线M行檢查，合格后方能投入使用。盡量選用收縮性較低或者具有微膨脹性的水泥，例如礦渣水泥、粉煤灰水泥等低熱或中熱水泥。選擇此類水泥，在水化后期預(yù)壓應(yīng)力可部分抵消溫度徐變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力?；炷林袚接梅勖夯液?，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強度，抑制堿骨料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。另外要合理安排水泥與混凝土強度等級之間的關(guān)系。在使用中，一般水泥強度比混凝土強度大一個等級一定要設(shè)置與施工規(guī)模和進度相匹配的水泥庫，嚴(yán)禁將不同種類的水泥混用，水泥的選擇一定要和施工的規(guī)模進度相一致。

應(yīng)選擇膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料。粗細(xì)骨料的含量要求必須按照規(guī)范。在夏季，可以采用灑水來降溫，減緩混凝土水化反應(yīng)速度，降低混凝土入模溫度，要盡量避開高溫干燥的天氣。另外，在混凝土中可以摻加一定規(guī)格的大石塊，這樣不僅可以減少混凝土總用量，降低水化熱，而且石塊本身也吸收了熱量，使水化熱能進一步降低，對控制裂縫有一定好處。

在大型的路橋工程中，要嚴(yán)格按照施工規(guī)程，控制鋼筋和模板尺寸，選用小坍落度混凝土，保證保護層厚度達到設(shè)計的要求。采用透水性小的混凝土，保證鋼筋保護層厚度，在鋼筋表層應(yīng)用阻銹劑等方法都可以有效避免鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫。對工作人員來說，應(yīng)該樹立質(zhì)量觀念，嚴(yán)格按規(guī)章程序操作。

5、結(jié)束語

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新技術(shù)層出不窮，造成混凝土開裂原因也是復(fù)雜多樣，因此，混凝土裂縫的預(yù)測與控制也將不斷面臨新的問題和挑戰(zhàn)?；炷亮芽p問題是一個有多種因素相互作用的復(fù)雜的問題。路橋工程質(zhì)量問題與人民生活密不可分，因此，對混凝土裂縫預(yù)測與控制進行研究是有必要的，并且具有重要的現(xiàn)實意義和技術(shù)經(jīng)濟意義。